冷挤压技术基础

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一概论

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冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。

一、基本类型

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1.正挤压：正挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向一致（图1a、b）。正挤压可以制造各种形状的实心件和空心件（图2）。

2.反挤压：反挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反（图1c）。反挤压可以获得各种形状的杯形件。如图2-8缸体，图3-5所示盖。

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图1 冷挤压变形类型示意图
1—凸模2—凹模3—毛坯4—挤压件 5—顶件杆

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3．复合挤压：挤压时，毛坯一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，而另一个部分金属流动方向与凸模运动方向相反（图1d）。复合挤压可制得各种杯一杯、杯一杆、杯一筒零件（图3）。

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4．径向挤压；挤压时，金属的流动方向与凸模运动方向相垂直（图1e）。径向挤压又可分为向心挤压和离心挤压（图4），径向挤压用来制造斜齿轮、花键盘等零件。

图2 冷挤压件实例之一
1—导管2—后车轴3—筒体 5，6—空心轴 7—导向缸体 8—缸体 9—驱动轴

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图3 冷挤压件实例之二

1-螺母 2-保持器 3-导套 4-特殊螺母 5-盖 6-紧固螺母 7-支撑住 8-支承器 9-齿轮毛坯 10-螺母
5．锻压：镦压时，金属毛坯径向向外流动（图1f）。镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件（图4）。

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正挤压、反挤压与复合挤压是冷挤压技术中应用最广泛的三种方法。它们的金属流动方向与凸模的轴线平行。因此，有不少资料上又称这三种方法为轴向挤压。如前所述，轴向挤压可以制得各种实心和空心零件，如球头销、梭心壳、弹壳等。径向挤压是最近十几年才发展起来的，主要用于通讯器材的号码盘、自行车的花键盘等。

以上是几种基本的冷挤压变形方式，随着冷挤压技术的发展，有时还将冷体积模锻等归属为冷挤压。

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冷挤压无论在汽车、拖拉机、轴承、电讯器材、仪表等机电制造中，还是在自行车、缝纫机等轻工业中，以及国防工业系统中都有广泛的应用，这是因为它具有明显的优点。

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二、冷挤压技术的特点

1.挤压零件尺寸准确表面光洁：目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达8～9级，陇度一般可达，若采用理想的润滑可达（指纯铝和紫铜零件），仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工（磨削）。

图4

2.节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到80％以上。如解放牌汽车活塞销（图5a）动切削加工材料利用率为43.3％，而用冷挤压时材料利用率提高到92％；又如万向节轴承套（图5b）改用冷挤压后，材料利用率由过去的27.8％提高到64％。可见，采用冷挤压方法生产机械零件，可以节约大量钢材和有色金属材料。

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3.生产率高：用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。例如，汽车活塞销用冷挤压方法比用切削加工制造提高3.2倍，目前又用冷挤压活塞销自动机，使生产率进一步提高。一台冷挤压自动机的生产率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。

4.可加工形状复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便。图6所示的零件，能方便的挤出。

5.冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高。这样就可用低强度材料代替高强度材料。例如过去采用20Cr钢经切削加工制造解放牌活塞销，现改用20号钢经冷挤压制造活塞销，经性能测定各项指标，冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。